น้ำเป็นทรัพยากรที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของชีวิต แต่คุณภาพของน้ำอาจแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับแหล่งที่มา ปัจจัยที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งที่ส่งผลต่อคุณภาพของน้ำมีหลายพารามิเตอร์แต่พารามิเตอร์ที่สำคัญอย่างหนึ่งคือความกระด้างของน้ำ (Water hardness)
ไม่ว่าคุณจะสังเกตเห็นจุดสีขาวคล้ายชอล์กบนจานของคุณหรือฟองสบู่ที่ลดลงในห้องอาบน้ำ น้ำที่กระด้างนี้สามารถส่งผลกระทบต่อชีวิตประจำวันของคุณได้หลายด้าน แต่ความกระด้างของน้ำคืออะไรกันแน่ และทำไมจึงสำคัญ มาเจาะลึกกันในรายละเอียด
ทำความเข้าใจความกระด้างของน้ำ
ความกระด้างของน้ำ (Water hardness) หมายถึงความเข้มข้นของแร่ธาตุที่ละลายอยู่ในน้ำ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแคลเซียมและแมกนีเซียม เมื่อน้ำซึมผ่านดินและหิน แร่ธาตุเหล่านี้จะละลาย ส่งผลให้กลายเป็น “น้ำกระด้าง (Hard water)” ยิ่งมีแร่ธาตุมาก น้ำก็จะยิ่งกระด้างมากขึ้น
น้ำกระด้างเทียบกับน้ำอ่อน (น้ำปรกติไม่กระด้าง)
- น้ำกระด้าง (Hard water) มีแคลเซียมและแมกนีเซียมในระดับสูง
- น้ำอ่อน (Soft water) มีแร่ธาตุเหล่านี้ในความเข้มข้นต่ำกว่า โดยมักจะผ่านการบำบัดเพื่อขจัดออกไปแล้ว
ระดับความกระด้างของน้ำ
โดยทั่วไปน้ำกระด้างจะวัดในหน่วยเป็นมิลลิกรัมต่อลิตร (mg/L) ซึ่งเป็นหน่วยมาตรฐาน SI และหน่วยเกรนต่อแกลลอน (GPG) ซึ่งหน่วยนี้นิยมใช้ในประเทศสหรัฐอเมริกา ต่อไปนี้คือระดับกระด้างมากหรือน้อยโดยประมาณ:
- น้ำอ่อน: 0-60 มก./ลิตร หรือ 0-3.5 GPG
- น้ำกระด้างปานกลาง: 61-120 มก./ลิตร หรือ 3.6-7.0 GPG
- น้ำกระด้าง: 121-180 มก./ลิตร หรือ 7.1-10.5 GPG
- น้ำกระด้างมาก: มากกว่า 180 มก./ลิตร หรือมากกว่า 10.5 GPG
ยิ่งตัวเลขสูงขึ้น น้ำก็จะยิ่งกระด้าง ซึ่งอาจนำไปสู่ปัญหาต่างๆ ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบประปาและเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านของคุณ
วิธีทดสอบความกระด้างของน้ำ
การวัดความกระด้างของน้ำเป็นกระบวนการง่ายๆ ที่สามารถทำได้โดยใช้หลากหลายวิธี ขึ้นอยู่กับระดับความแม่นยำที่คุณต้องการ
1. ใช้แถบทดสอบ (Test strip)
แถบทดสอบเป็นวิธีที่สะดวกและคุ้มค่าที่สุดในการวัดความกระด้างของน้ำที่บ้าน คุณสามารถซื้อแถบเหล่านี้ได้จากร้านฮาร์ดแวร์หรือทางออนไลน์
ขั้นตอน:
- จุ่มแถบทดสอบ ลงในตัวอย่างน้ำของคุณเป็นเวลาสองสามวินาที
- นำแถบออก แล้วรอจนกว่าแถบจะเปลี่ยนสีตามคำแนะนำ
- เปรียบเทียบสี บนแถบทดสอบกับแผนภูมิสีที่ให้มากับชุดทดสอบ ซึ่งจะบอกระดับความกระด้างให้คุณทราบ โดยปกติจะวัดเป็นส่วนต่อล้าน (ppm) หรือเกรนต่อแกลลอน (GPG)
ความแม่นยำ: แถบทดสอบให้การประมาณที่ดี แต่แม่นยำน้อยกว่าวิธีการอื่นๆ แถบทดสอบเหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้ในครัวเรือนทั่วไป
2. ใช้เครื่องวัดแบบดิจิทัล
เครื่องวัดแบบดิจิทัลให้ค่าการอ่านค่าความกระด้างของน้ำที่แม่นยำและทันทีเมื่อเปรียบเทียบกับแถบทดสอบ โดยใช้เครื่องวัดสี (Color meter) หรือเครื่องวัดค่าสเปกตรัม (Spectrophotometer) เมื่อคุณต้องการวัดความกระด้างที่มีค่าน้อยๆ โดยที่ความเข้มข้นคาดว่าจะน้อยกว่า 4 มก./ล.
ความแม่นยำ: เครื่องวัดแบบดิจิทัลมีความแม่นยำและสะดวกกว่าสำหรับการทดสอบบ่อยครั้ง แต่ราคาจะแพงกว่า
3. ใช้ชุดทดสอบ (Test kits)
ชุดทดสอบแบบไทเทรตมีความแม่นยำมากกว่าแถบทดสอบและให้การวัดความกระด้างของน้ำที่ละเอียดกว่า ชุดเหล่านี้ใช้ปฏิกิริยาเคมีเพื่อกำหนดความกระด้าง
ขั้นตอน:
- เก็บตัวอย่างน้ำ ในขวดที่จัดให้
- เติมสารเคมี (ของเหลวหรือผง) ลงในน้ำ
- นับหยด หรือวัดปริมาณสารเคมีที่ใช้ในการเปลี่ยนสีของน้ำ ปฏิบัติตามคำแนะนำเพื่อคำนวณความกระด้างตามปริมาณสารเคมีที่ใช้
ความแม่นยำ: ชุดไทเทรตให้ผลลัพธ์ที่ละเอียดกว่าและมักใช้โดยผู้เชี่ยวชาญ ชุดไทเทรตมีความแม่นยำมากกว่าแถบทดสอบ แต่ขั้นตอนนี้ใช้เวลานานกว่าเล็กน้อย
4. ส่งตัวอย่างไปที่ห้องปฏิบัติการ
สำหรับผลลัพธ์ที่แม่นยำและละเอียดที่สุด คุณสามารถส่งตัวอย่างน้ำไปที่ห้องปฏิบัติการระดับมืออาชีพ วิธีนี้เป็นที่แนะนำสำหรับผู้ที่ต้องการทราบองค์ประกอบที่แน่นอนของน้ำ รวมถึงระดับความกระด้างและแร่ธาตุหรือสารปนเปื้อนอื่นๆ
ขั้นตอน:
- เก็บตัวอย่างน้ำ ในภาชนะที่สะอาดตามคำแนะนำของห้องปฏิบัติการ
- ส่งไปที่ห้องปฏิบัติการเพื่อวิเคราะห์
- รับรายงานโดยละเอียดที่จะบอกระดับความกระด้าง ตลอดจนข้อมูลสำคัญอื่นๆ เกี่ยวกับคุณภาพน้ำของคุณ
ความแม่นยำ: วิธีนี้ให้ความแม่นยำสูงสุด แต่มีราคาแพงและใช้เวลานานกว่า มักใช้ในพื้นที่ที่คุณภาพของน้ำมีความสำคัญ
สาเหตุของน้ำกระด้าง
ความกระด้างของน้ำมีต้นกำเนิดมาจากสภาพแวดล้อมตามธรรมชาติ เมื่อน้ำไหลผ่านหินปูน ชอล์ก หรือตะกอนยิปซัม น้ำจะละลายแคลเซียมและแมกนีเซียม ซึ่งเป็นแร่ธาตุหลักที่ทำให้เกิดความกระด้าง
ในบริเวณพื้นที่ที่มีโครงสร้างทางธรณีวิทยาเหล่านี้มักจะมีน้ำที่กระด้าง ในทางกลับกัน พื้นที่ที่น้ำไหลผ่านหินแกรนิตหรือหินที่ไม่มีแคลเซียมชนิดอื่นๆ มักจะมีน้ำที่อ่อนกว่า
มาตรฐานน้ำกระด้างในประเทศไทย
สำหรับน้ำดื่มอ.ย กำหนดให้ไม่เกิน 100 มิลลิกรัมต่อลิตร ดังรายละเอียดด้านล่าง
| พารามิเตอร์ | กรมอนามัย | อย | สมอ |
|---|---|---|---|
| ความกระด้าง (Hardness) | ไม่เกิน 500 มก./ล. | ไม่เกิน 100 มก./ล. | ไม่เกิน 100 มก./ล. |
วิธีแก้ปัญหาสำหรับน้ำกระด้าง
หากคุณกำลังจัดการกับน้ำกระด้างและปัญหาที่เกี่ยวข้อง มีหลายวิธีในการแก้ไขปัญหาดังกล่าว:
1. เครื่องแลกเปลี่ยนไอออน (Ion Exchange)
วิธีแก้ปัญหาที่พบได้บ่อยที่สุดคือระบบเครื่องทำให้น้ำอ่อน ระบบนี้ใช้กระบวนการที่เรียกว่า การแลกเปลี่ยนไอออน เพื่อกำจัดไอออนแคลเซียมและแมกนีเซียมและแทนที่ด้วยไอออนโซเดียมหรือโพแทสเซียม เครื่องนี้มีประสิทธิภาพสูงมากแต่ต้องได้รับการบำรุงรักษาเป็นประจำ
2. ระบบออสโมซิสย้อนกลับ Reverse osmosis (RO)
ระบบออสโมซิสย้อนกลับ (RO) สามารถกำจัดแร่ธาตุส่วนใหญ่ออกจากน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ แม้ว่าจะนิยมใช้กันทั่วไปสำหรับน้ำดื่ม แต่ระบบ RO ยังสามารถติดตั้งสำหรับความต้องการในครัวเรือนขนาดใหญ่ได้อีกด้วย
3. การกลั่น
น้ำที่ผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการกลั่นเพื่อกำจัดสิ่งเจือปน แร่ธาตุ และสารปนเปื้อน ส่งผลให้ได้น้ำบริสุทธิ์ (H₂O) กระบวนการกลั่นเกี่ยวข้องกับการต้มน้ำ จับไอน้ำ และควบแน่นกลับเป็นของเหลว โดยทิ้งของแข็งและสารปนเปื้อนที่ละลายอยู่ไว้
วิธีการกลั่นน้ำ
- การต้ม: น้ำจะถูกให้ความร้อนจนถึงจุดเดือด ซึ่งอยู่ที่ 100°C (212°F) ที่ระดับน้ำทะเล เมื่อน้ำเดือด น้ำจะระเหยกลายเป็นไอน้ำ
- การควบแน่น: ไอจะถูกจับและทำให้เย็นลง ส่งผลให้ควบแน่นกลับเป็นของเหลว
- การรวบรวม: น้ำที่ควบแน่นจะถูกรวบรวม ซึ่งตอนนี้ปราศจากสิ่งเจือปน แร่ธาตุ และสารเคมีส่วนใหญ่แล้ว
